DE641721C - Lichtelektrische frequenzabhaengige Wechselstromschalteinrichtung, insbesondere zum selbsttaetigen OEffnen von Tueren o. dgl. - Google Patents

Description

Es sind Hchtelektrische frequenzabhängige Wechselstoomschalteimrichtungen bekannt, die insbesondere zum selbsttätigen Öffnen van Türen ©.dgl. dienen und bei denen die liehtempfindliche Zelle das Gitter einer den Stromfluß im Ärbeitsrelais regelnden, wechselstriomgesipeisiten Entladungsröhre steuert. Diese bekannten An'ordnungen haben jedoch den Nachteil, daß sie in bezug auf gleichmäßige, 'durch. Lichtimpulse überlagerte Betichtungien, wie z. B. Raumhelligkeit u. . ä., beeinflußt -werden.

Dieser Nachteil wird durch die Anordnung nach der Erfindung vermieden, bei der die Steuerung der wechselstromgespeisten Entladungsröhre durch die Kchtempfindlidhe Zelle in der Weise vor sich geht, daß erfindujngsgiemäß in dem an. einer Wechselspannung liegenden Gitterkreis: der Entladungsröhrie ein Kondensator angeordnet ist, der über dem Gittertransformator und die vorzugsweise ohne Sperrichtung wirksame lichtelektrische Zelle aufgeladen wird, derart, daß das im Anodetistromkreis der Röhre liegende Relais nur anspricht, wenn die Frequenz und Phase der auf die Echtelektrische Zelle auftreffenden Lichtimpulse praktisch gleich der Frequenz tend Phase der Steuergitterspannung ist.

Die Erfindung bewirkt also-, daß ein lichtempfindliches . Organ, das das Gitter einer den Stromfluß im Arbeitsrelais, regelnden Entladungsrohre steuert, das Arbeitsrelais, welches in an sich bekannter Weise 'die Öffnung der Türen 0. dgl. hervorruft, nur betätigen kann, wenn die das lichtempfindliche Organ beeinflussenden Lichtdmpulse nicht nur hinsichtlich ihrer Frequenz, sondern auch hinsichtlich ihrer Phasenlage mit dem Speisewechselstrom der Relaisaniordnung übereinstijnmeni. Ist ieine Übereinstimmung nicht vorhanden, oder fällt 'ein ununterbrochener Lichtstrioin auf das lichtempfindliche Organ, so spricht die Schalteinrichtung nicht an. Zweckmäßig ist dabei das lichtempfindliche Organ derartig beschaffen, daß es keine Sperrrichtung aufweist. Derartige Organe sind beispielsweise Selenzellen, 'die unter dem Einfluß von Lichtbestrahlung ihren bei Dunkelheit sehr hoben Widerstand erheblich verkleinem.

Eine beispielsweise Ausführung des Erfinidung,sgiedankens ist in der Abb, 1 auf der rechten Seite wiedergegeben, während auf der linken Seite eine Beleuchtuingsvorrichtung an sich bekannter Ausführung dargestellt ist, die die Lichtimpulse von vorgeschriebener Regelmäßigkeit zur Bestrahlung des, licht- -

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empfindlichen Örganes bzw. zur Betätigung der Schalteinrichtung liefert. Abb. 2 gibt eine Darstellung der benötigten Lichtimpulse 'wieder.

S In Abb. 1 stellen die Leitungen 1 eine Wechselstromquelle, beispielsweise vjs 50 Perioden^ dar. 7 ist das Arbeitsreläi welches in an sich bekannter Weise beim Ansprechen einen Stromkreis schließt, durch dien beispielsweise die Tür einer Garage, eines Banktresors o. dgl. geöffnet wird. Das Arbeitsrelais 7 ist an das Wechselstromnetz 1, 2 in Serie mit einer gittergesteuerten Entladungsröhre 8 geschaltet, derart, daß das Relais nur Strom erhält, wenn durch die Röhre ein Anodenstrom fließt. Die Entladungsröhre 8 kann eine Hochvakuumröhre sein; besonders vorteilhaft ist es jedoch, eine gas- oder dampfgefüllte Röhre zu verwenden, da diese so- starke Anodenströme liefert, daß die Einschaltung weiterer Verstärkungsstufen meist entbehrlich wird. Die Kathode der Röhre 8 ist an den Leiter 2 des Netzes angeschlossen;. Es möge ein Augenblick betrachtet werden, in dem dieser Leiter gegenüber Leiter 1 negativ ist. Um dem Gitter eine negative Vorspannung gegenüber der Kathode zu geben, ist zwischen Leiter 1 und 2 ein Transformator 12 von geeignetem Übersetzungsverhältnis; gelegt, dessen Sekundärwicklung einerseits an den (negativen) Leiter 2 angeschlossen ist, während sie andererseits über das in Serie liegende Potentiometer 11 an den (positiven) Leiter 1 liegt. Die Schaltung des Transformators 12 ist so gewählt, daß man mit dem Schiebekontakt 10 an dem Potentiometer 11 Spannungen abtasten kann, die gegenüber dem gemäß Annahme augenblicklich negativen Leiter 2 negativ sind. Da der Schleifkontakt 10 über Widerstand 4 und Schutzwiderstand 9 mit dem Gitter der Entladungsröhre 8 verbunden ist, hat dieses im geschilderten Augenblick eine negative Vorspannung gegenüber der Kathode, so daß 4-5 durch das Relais 7 kein Strom fließen kann. Im Gitterkreis liegt ferner die Sekundärwicklung 'eines Transformators 3 von passendem Übersetzungsverhältnis, dessen Primärwicklung ebenfalls an das Netz i, 2 angeschlossen ist. Eine Aufladung des Gitters in Röhre 8 durch diesen Transformator kann im allgemeinen nicht stattfinden, weil das lichtempfindliche Organ 5, beispielsweise eine Selenzelle von etwa 20 Megohm Widerstand, mit der Transformatiorsekundärwrcldung in Reihe liegt. Parallel zu dem verhältnismäßig großen· Widerstand 4 liegt ein Kondensator hinreichender Kapazität. Sinkt der Widerstand der lichtelektrischen Zelle 5 infolge Bestrahlung, so lädt die Sekundärwicklung des Transformators den Kondensator 6 auf. Die im Transformator 3 induzierte Spannung möge so gerichtet sein, daß die mit dem Gitter der Röhre 8 verbundene Beilegung des Kondensators 6 positive Ladung '.Jzur· selben Zeit hat, wenn die Anode der ji 8 positiv bzw. die Kathode negativ g ist. Läßt man nun Lichtimpulse auf

das lichtempfindliche Organ 5 in einer solchen Periodizität fallen, daß sie auf die Zelle nur während der Halbwellenzeiten auftreffen, während welcher das mit dem Gitter verbundene Wicklungsende des Transformators 3 positiv ist (positive Halbwellen), so lädt der Transformator den Kondensator 6 durch eine Anzahl von einzelnen Stromstößen auf, und zwar die in 'der Zeichnung obere Belegung positiv, die untere negativ. Da in den zwischenliegenden Halbwellenzeiten die Zelle 5 dunkel ist, also großen Widerstand hat, kann sich der Kondensator nicht über die Transformatorwicklung entladen; da ferner der Widerstand 4 verhältnismäßig groß ist, findet diese Entladung über den Widerstand 4 so langsam statt, daß die vorerwähnte Aufspeicherung gleichgerichteter StiOmimpulse möglich wird. Schließlich erhält die Ladung des Kondensators einen solchen Betrag, daß sie ausreicht, die negative Gittervorspannung in der Röhre 8 zu beseitigen und das Gitter positiv zu laden. Nunmehr kann der Anodenstrom durch die Röhre 8 fließen und das Arbeitsrelais 7 betätigen.

Eine Anordnung an sich bekannter Art zur Erzeugung der benötigten Lichtimpulse ist auf der linken Seite der Abb. 1 wiedergegeben. 14 sei eine Glühlampe geringer Trägheit, deren Licht durch eine Linse auf die Photozelle 5 fällt, wobei sie einen Blen- 1°° denschirm 15 mit Ausschnitten 16 passieren muß. Der Schirm 15 wird durch einen Synchronmotor in Umdrehung versetzt, welcher an das Netz 1, 2 angeschlossen ist., Der Schirm möge so gestellt sein, daß das Licht i°5 der Glühlampe 14 die Zelle 5 gerade in dem Zeitabschnitt trifft, in dem der Leiter 1 positiv gegenüber Leiter 2 ist (positive Halbwellen) . Der Sektor 16 ist zweckmäßig etwa so breit gewählt, daß die Dauer des Lichtblitzes etwas kleiner als eine Wechselstromhalbwelle, also* etwas kleiner als eine hundertstel Sekunde ist. Besitzt die Blende 15 nur leinen Ausschnitt, so muß der Motor 17 fünfzig Umdrehungen pro Sekunde machen, ¹¹S damit während -jeder positiven Halbwelle ein Lichtblitz auf die Zelle 5 fällt. Besitzt die Blende, wie dargestellt, zwei Ausschnitte, so "enügt die halbe Umdrehungsgeschwindigkeit.

Das zeitliche Verhältnis der Lichtblitze zu den Wechselstromwellen ist in Abb. 2 dargestellt. Die oberhalb der Abszissenachse lie-

genden Halbwellen entsprechen den nach obiger Bezeichnung positiven Halbwellen, die darunterliegenden den negativen. Die Lichtblitze liegen in dem schraffierten Zeitintervall, also zwischen 23 und 24.

Ist die Intensität des Lichtes zu gering, so kann es vorkommen, daß die Reihe der von Zelle S durehgelassenen Stromimpuise nicht genügt, den Kondensator 6 so weit aufzuiladen, im dem Gitter von Röhre 8 eine positive Aufladung zu geben, weil der Widerstand der lichtempfindlichen Zelle 5 nicht genügend gesunken ist. In diesem Falle kann die Schaltvorrichtung nicht- ansprechen. Auch ein anderer Fall des Versagens ist möglich, nämlich wenn die Lichtblitze 23 bis 24 nicht, wie in Abb. 2 gezeichnet, vollkommen in die positiven Halbwellen fallen, sondern teilweise in die positiven und teilweise noch in die nachfolgenden negativen. In diesem Fall wird ein Teil der positiven Ladungsimpulse durch die darauffolgenden negativen wieder kompensiert. Wirksam ist also nur die Differenz beider, die noch ausreichend groß sein muß, um dem Gitter die nötige positive; Ladung 201 erteilen. Die Phasenverschiebung der Beleuditungsquelle zwecks richtiger Über-

. einstimmung zwischen den Lichtimpulsen und den positiven Halbwellen kann durch die Stellekirichtung i8, 19 am Motor erzielt werden.

Übrigens ist es nicht notwendig, daß die Periodizität der Lichtimpulse genau mit derjenigen des Wechselstromes übereinstimmt.

Es sind z. B. Fälle denkbar, bei denen im Verhältnis zur Halbwellenzeit sehr kurze Lichtimpulse von sehr großer Intensität ausgeschickt werden. Sie werden -dann im gewünschten Sinne die Schalteinrichtung betätigen, sofern sie innerhalb der positiven Halbwellenzeiten auf die lichtempfindliche Zelle 5 auftreffen, auch ohne daß die zeitlichen Abstände zwischen den Lichtimpulsen untereinander gleich groß und gleich der Periodizität des Wechselstromes sind.

Im vorstehend beschriebenen Beispiel ist das Relais 7 als Arbeitsstriomrelais wirksam,

d. h. es muß zum Ansprechen von Strom durchflossen sein. Es ist aber auch die umgekehrte Anordnung denkbar, nämlich, daß das Relais als Ruhestromrelais dauernd stromdurchflossien ist und der Strom zwecks Ansprechens iinterbrochen wird. In diesem Falle muß das Gitter positive Vorspannung erhalten und der Transformator 3 umgekehrt angeschlossen sein.

Die beschriebene Anordnung ist nur eine beispielsweise. Es sind auch andere Anordnungen denkbar, sofern sie nur den eingangs angegebenen Grundgedanken verwirklichen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι . Lichtelektrische frequienzabhängige Wechselstromschalteinrichtung, insbeson- ,65 dere zum selbsttätigen Öffnen von Türen o. dgl., bei welcher die lichtempfindliche Zelle das Gitter einer den StromfLuß im Arbeitsrelais regelnden, wechselstromgespeisten Entladungsröhre steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an einer Wechselspannung liegenden Gitterkreis der Entladungsröhre ein Kondensator angeordnet ist, der über den Gittertransformator (3) und die vorzugsweise ohne Sperrichtung wirksame lichtelektrische Zelle (5) aufgeladen "wird, derart, daß das "im Anodenstromkreis der Röhre (8) liegende Relais (7) nur anspricht, wenn die Frequenz und Phase der auf die lichtelektrische Zelle auftreffenden Lichtimpulse praktisch gleich der Frequenz und Phase der Steuergitterspannung ist.
2. 2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet;, daß das Arbeitsrelais (7) nebst der dessen Betätigungsstrom regelnden Entladungsröhre (8) und das das Gitter der Entladungsröhre (8) steuernde lichtelektrische Organ (5) an dem gleirhen Wechselstromnetz liegen.
3. 3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entladungsröhre (8) gas- oder dampfgefüllt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen